C语言入门（5）——运算符与表达式

C语言中运算符和表达式数量之多，在高级语言中是少见的。正是丰富的运算符和表达式使C语言功能十分完善。这也是C语言的主要特点之一。

C语言的表达式由运算符、常量及变量构成。C语言表达式基本遵循一般代数规则。常量和变量都可以参与加减乘除运算，例如1+1、hour-1、hour * 60 + minute、minute/60等。这里的+-*/称为运算符，而参与运算的变量和常量称为操作数，上面四个由运算符和操作数所组成的算式称为表达式。

C语言的运算符不仅具有不同的优先级，而且还有一个特点，就是它的结合性。在表达式中，各运算量参与运算的先后顺序不仅要遵守运算符优先级别的规定，还要受运算符结合性的制约，以便确定是自左向右进行运算还是自右向左进行运算。这种结合性是其它高级语言的运算符所没有的，因此也增加了C语言的复杂性。

算术运算符和算术表达式

1．基本的算术运算符

名称	符号	说明
加法运算符	+	加法运算符为双目运算符，即应有两个量参与加法运算。如a+b，4+8等。具有右结合性。
减法运算符	-	减法运算符为双目运算符。但“-”也可作负值运算符，此时为单目运算，如-x，-5等具有左结合性。
乘法运算符	*	双目运算，具有左结合性。
除法运算符	/	双目运算具有左结合性。参与运算量均为整型时，结果也为整型，舍去小数。如果运算量中有一个是实型，则结果为双精度实型。
求余运算符	%	双目运算，具有左结合性。要求参与运算的量均为整型。 求余运算的结果等于两数相除后的余数。

一个运算的例子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    printf("%d,%d\n", 20 / 7, -20 / 7);
    printf("%f,%f\n", 20.0 / 7, -20.0 / 7);
    system("pause");
    return0;
}

运行结果：

本例中，20/7，-20/7的结果均为整型，小数全部舍去。而20.0/7和-20.0/7由于有实数参与运算，因此结果也为实型

2．算术表达式和运算符的优先级和结合性

表达式是由常量、变量、函数和运算符组合起来的式子。一个表达式有一个值及其类型，它们等于计算表达式所得结果的值和类型。表达式求值按运算符的优先级和结合性规定的顺序进行。单个的常量、变量、函数可以看作是表达式的特例。

运算符的优先级：C语言中，运算符的运算优先级共分为15级。1级最高，15级最低。在表达式中，优先级较高的先于优先级较低的进行运算。而在一个运算量两侧的运算符优先级相同时，则按运算符的结合性所规定的结合方向处理。

运算符的结合性：C语言中各运算符的结合性分为两种，即左结合性（自左至右）和右结合性（自右至左）。例如算术运算符的结合性是自左至右，即先左后右。如有表达式x-y+z则y应先与“-”号结合，执行x-y运算，然后再执行+z的运算。这种自左至右的结合方向就称为“左结合性”。而自右至左的结合方向称为“右结合性”。最典型的右结合性运算符是赋值运算符。如x=y=z，由于“=”的右结合性，应先执行y=z再执行x=(y=z)运算。C语言运算符中有不少为右结合性，应注意区别，以避免理解错误。

3．强制类型转换运算符

其一般形式为：

 (类型说明符)  (表达式)

其功能是把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。例如：

(float) a; /*  把a转换为实型 */
(int)(x+y); /* 把x+y的结果转换为整型 */

4．自增、自减运算符

自增1，自减1运算符：自增1运算符记为“++”，其功能是使变量的值自增1；自减1运算符记为“--”，其功能是使变量值自减1。自增1，自减1运算符均为单目运算，都具有右结合性。可有以下几种形式：

++i：i自增1后再参与其它运算。

--i：i自减1后再参与其它运算。

i++：i参与运算后，i的值再自增1。

i--：i参与运算后，i的值再自减1。

在理解和使用上容易出错的是i++和i--。特别是当它们出在较复杂的表达式或语句中时，常常难于弄清，因此应仔细分析。

举一个例子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    inti = 8;
    printf("%d\n", ++i);
    printf("%d\n", --i);
    printf("%d\n", i++);
    printf("%d\n", i--);
    printf("%d\n", -i++);
    printf("%d\n", -i--);

    system("pause");
    return0;
}

运行结果：

i的初值为8，第2行i加1后输出故为9；第3行减1后输出故为8；第4行输出i为8之后再加1(为9)；第5行输出i为9之后再减1(为8) ；第6行输出-8之后再加1(为9)，第7行输出-9之后再减1(为8)。

赋值运算符

简单赋值运算符和表达式：简单赋值运算符记为“=”。由“= ”连接的式子称为赋值表达式。其一般形式为：

 变量=表达式

例如：

x=a+b
w=sin(a)+sin(b)
y=i+++--j

赋值表达式的功能是计算表达式的值再赋予左边的变量。赋值运算符具有右结合性。因此a=b=c=5可理解为a=(b=(c=5))

在其它高级语言中，赋值构成了一个语句，称为赋值语句。而在C中，把“=”定义为运算符，从而组成赋值表达式。凡是表达式可以出现的地方均可出现赋值表达式。

例如：式子x=(a=5)+(b=8)是合法的。它的意义是把5赋予a，8赋予b，再把a,b相加，和赋予x，故x应等于13。

在C语言中也可以组成赋值语句，按照C语言规定，任何表达式在其未尾加上分号就构成为语句。因此如x=8;a=b=c=5；都是赋值语句，在前面各例中我们已大量使用过了。

类型转换

如果赋值运算符两边的数据类型不相同，系统将自动进行类型转换，即把赋值号右边的类型换成左边的类型。具体规定如下：

实型赋予整型，舍去小数部分。前面的例子已经说明了这种情况。

整型赋予实型，数值不变，但将以浮点形式存放，即增加小数部分(小数部分的值为0)。

字符型赋予整型，由于字符型为一个字节，而整型为二个字节，故将字符的ASCII码值放到整型量的低八位中，高八位为0。整型赋予字符型，只把低八位赋予字符量。

举个例子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    inta, b = 322;
    floatx, y = 8.88;
    charc1 = 'k', c2;
    a = y;
    x = b;
    a = c1;
    c2 = b;
    printf("%d,%f,%d,%c \n", a, x, a, c2);

    system("pause");
    return0;
}

运行结果：

本例表明了上述赋值运算中类型转换的规则。a为整型，赋予实型量y值8.88后只取整数8。x为实型，赋予整型量b值322，后增加了小数部分。字符型量c1赋予a变为整型，整型量b赋予c2 后取其低八位成为字符型（b的低八位为01000010，即十进制66，按ASCII码对应于字符B）。

复合的赋值运算符

在赋值符“=”之前加上其它二目运算符可构成复合赋值符。如+=、-=、*=、/=、%=、<<=、>>=、&=、^=、|=。

构成复合赋值表达式的一般形式为：

变量  双目运算符=表达式

它等效于

变量=变量 运算符 表达式

例如：

a+=5 等价于  a=a+5

x*=y+7 等价于  x=x*(y+7)

r%=p 等价于  r=r%p

复合赋值符这种写法，对初学者可能不习惯，但十分有利于编译处理，能提高编译效率并产生质量较高的目标代码。

在C语言中逗号“,”也是一种运算符，称为逗号运算符。其功能是把两个表达式连接起来组成一个表达式，称为逗号表达式。其一般形式为：

表达式1, 表达式2

其求值过程是分别求两个表达式的值，并以表达式2的值作为整个逗号表达式的值。

举个例子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{

    inta = 2, b = 4, c = 6, x, y;
    y = (x = a+ b, b + c);
    printf("y=%d, x=%d \n", y, x);

    system("pause");
    return0;
}

运行结果：

本例中，y等于整个逗号表达式的值，也就是表达式2的值，x是第一个表达式的值。对于逗号表达式还要说明三点：

逗号表达式一般形式中的表达式1和表达式2 也可以又是逗号表达式。例如：

 表达式1, ( 表达式2, 表达式3 )

形成了嵌套情形。因此可以把逗号表达式扩展为以下形式：

表达式1, 表达式2, …表达式n

整个逗号表达式的值等于表达式n的值。

程序中使用逗号表达式，通常是要分别求逗号表达式内各表达式的值，并不一定要求整个逗号表达式的值。

并不是在所有出现逗号的地方都组成逗号表达式，如在变量说明中，函数参数表中逗号只是用作各变量之间的间隔符。